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BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

Tag der Anmeldung: 3. Dezember 1953 Bekanntgemacht am 15. Dezember 1955Date of registration: December 3, 1953 Advertised on December 15, 1955

DEUTSCHES PATENTAMTGERMAN PATENT OFFICE

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Schmierfetten, welche durch Erdalkaliseifen von Oxyfettsäuren geliert sind.The invention relates to a method for the production of lubricating greases, which by Alkaline earth soaps are gelled from oxy fatty acids.

Bisher ist es nicht möglich gewesen, befriedigende wasserfreie Erdalkaliseifenschmierfette herzustellen, sondern es mußten ihnen Strukturstabilisatoren, wie Wasser oder Glykole, einverleibt werden. Es ist auch vorgeschlagen worden, Seifenkomplexe, wie Calchimacetat-stearat-Komplexe, zur ίο Herstellung wasserfreier Schmierfette zu verwenden. Es mußte diesen jedoch gleichfalls Wasser zugesetzt werden, das im wesentlichen alle Verbesserungen zunichte macht, welche durch die Anwendung der komplexen Seife erzielt werden.Heretofore it has not been possible to produce satisfactory anhydrous alkaline earth soap greases, Instead, structure stabilizers such as water or glycols had to be incorporated into them. It has also been suggested to use soap complexes such as calchime acetate stearate complexes ίο To use the manufacture of anhydrous lubricating greases. However, they also had to have water be added, which essentially nullifies any improvements made by the application the complex soap.

Man hat auch versucht, wasserfreie Bariumseifen-Schmierfette durch Verseifung von Oxyfettsäuren mit Bariumhydroxyd in Anwesenheit eines Schmieröles herzustellen. Hierbei wurde das Gemisch zur Entwässerung auf eine Temperatur unterhalb der Lösungstemperatur der Seife im Schmieröl erhitzt und anschließend auf eine Temperatur unterhalb 93⁰ abgekühlt, wobei während der ganzen Behandlung gerührt wurde. Die so erhaltenen Schmierfette enthalten kein Wasser, aber sie erfordern außerordentlich hohe Seifengehalte (in der Größenordnung von mindestens 30% oder mehr), und ihr Widerstandsvermögen gegenüber der Zersetzung ihrer Konsistenz und bzw.Attempts have also been made to produce anhydrous barium soap lubricating greases by saponifying oxy fatty acids with barium hydroxide in the presence of a lubricating oil. In this case, the mixture was heated to a temperature below the solution temperature of the soap in the lubricating oil for dehydration and then ^{cooled to a temperature below 93 0,} stirring being carried out throughout the treatment. The greases thus obtained do not contain water, but they require extremely high levels of soap (of the order of at least 30% or more) and their resistance to degradation, their consistency and / or degradation.

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ιxli.T Struktur lit·i einer scherenden Behandlung ist sehr gering. Solrlu¹ Produkte sind nicht nur unwirtschaftlich, M)Ii(Ii¹IMi auch seihst hei mäßig niedrigen Temperaturen von geringem praktischem Wert, da sie nach kurzer Zeit in unerwünschter Weise erweichen und dazu neigen, aus den Lagergehäuse!!, in welchen sie verwendet werden, auszufließen. ιxli.T structure lit · i a shearing treatment is very low. Solrlu ¹ products are not only uneconomical, M) Ii (Ii ¹ IMi even at moderately low temperatures of little practical value, since they soften in an undesirable manner after a short time and tend to escape from the storage housing in which they are used to flow out.

Weiterhin ist es bekannt, im wesentlichen wasserfreie Schmierfette mit oxyfettsauren Calcium-SeITi¹H als Verdickungsmittel herzustellen, indem das Schniieröl-Seifen-Gemisch während eines längeren Zeitraums von etwa 14 Stunden zwecks Entwässerung auf Temperaturen zwischen 120 und 150" linier Rühren erhitzt wird. Auch hier muß zur Erzielung einer befriedigenden Schmierfettkniisistenz ein verhältnismäßig hoher Gehalt an (ielierungsmittel eiiigearlieitet werden.It is also known to produce essentially anhydrous lubricating greases with oxyfatty acids calcium SeITi ¹ H as a thickening agent by heating the cutting oil-soap mixture to temperatures between 120 and 150 "linearly stirring for a prolonged period of about 14 hours for the purpose of dehydration Here, in order to achieve a satisfactory lubricating grease resistance, a relatively high content of lubricant must be used.

(ieg<^jnstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von iK'friedigeiiden, praktisch wasserfreien Schmierfetten, welche sich für Motoren oder schwere Belastungen eignen und bei welchen als (ielierungsmittel eine Erdalkaliseife verwendet wird.(IEG ^<j Nstand of the present invention is a process for the preparation of iK'friedigeiiden, substantially water-free lubricating greases which are suitable for engines or heavy loads, and in which as (ielierungsmittel a Erdalkaliseife is used.

Frl'mdiingsgeinäß ist festgestellt worden, daß Schmierfette, die mit F.rdalkaliseifen von Oxyfettsäuren geliert sind, ohne Zusatz von Wasser oder sonstigen Strukturstabilisatoren hergestellt werden können, indem man ein Gemisch aus der Seife und einem Schmieröl auf eine Temperatur unterhalb der Lösetemperatur der Seife in der Flüssigkeit während eines ausreichenden Zeitraumes erhitzt, um das Gemisch im wesentlichen zu en)wässern, worauf das Gemisch auf eine Temperalur von 99° oder niedriger abgekühlt wird und wobei das Gemisch sowohl während des Erhitzen* als auch während des Abkühlens einer starken scherenden F.inwirkung mit einer Schergeschwindigkeit von mindestens 25 000 Sek."¹ un-Frl'mdiingsgeinäß it has been found that lubricating greases which are gelled with alkaline earth metal soaps of oxy fatty acids can be produced without the addition of water or other structure stabilizers by bringing a mixture of the soap and a lubricating oil to a temperature below the dissolution temperature of the soap in the liquid is heated for a period of time sufficient to substantially water the mixture, whereupon the mixture is cooled to a temperature of 99 ° or lower and the mixture is subjected to a high shear temperature during both the heating and cooling. exposure to a shear rate of at least 25,000 sec. " ¹ un-

i)o terworfen wird.i) is overtaken.

Das bisher bei der Schmierfettherstellung verwendete einfache Rühren ist nur eine sehr milde scherende Einwirkung, bei welcher die Schergeschwiiidigkeit höclistens 1κ·ί 5000 Sek.—¹ liegt und daher nicht zu dem gewünschten Effekt führt.The simple stirring used up to now in the production of lubricating grease is only a very mild shearing action, during which the shear rate is mostly 1K · 5000 sec- ¹ and therefore does not lead to the desired effect.

Die Bedeutung der hohen Sehergeschwindigkeit gehl auch aus dem folgenden Versuch hervor.The importance of the high speed of the seer can also be seen from the following experiment.

Fs wurde ein Calcium-1 2-oxvstearatschmierfeH (Scifengcliall C)Vo) hergestellt bei einer Erhitzungstemperatur von 132 bis 13S'' und einer Sehergeschwindigkeit während Erhitzung und Abkühlung von 98 000 Sek.—'. Das erhaltene Schmierfett hatte eine unl>earbeitetc Penetration von 258 und eine bearbeitete Penetration von 253. War die Sehergesehwindigkeit 12000 sek.—¹, dann betrugen die Pcnctrationswerte 335 bzw. 3-5·A calcium-12-oxy-stearate lubricant (Scifengcliall C) Vo) was produced at a heating temperature of 132 to 13S "and a viewing speed during heating and cooling of 98,000 sec- '. The grease obtained had an unworked penetration of 258 and a worked penetration of 253. If the viewing speed was 12,000 sec. ^-1 , the penetration values were 335 and 3-5.

Fs kann jede Oxyfettsäure verwendet werden, die als Geliei ungsmittel in Schmierfetten brauchbare Seifen bildet. Die Säuren enthalten vorzugs-Any oxy fatty acid can be used, those useful as gelling agents in lubricating greases Forms soaps. The acids preferably contain

fio weise mindestens 12 Kohlenstottatome. und die gesättigten Säuren sind l>esonders geeignet. Beispiele geeigneter Säuren sind Oxysteariusäuren, Oxypalmitiusäuren, Oxymvristinsäuren und Oxyl >ehensäuren. Es können auch Di- und Polyoxyfettsäuren verwendet werden. Die gelierende Seife kann auch von einem Säuregemisch abgeleitet sein. Aus wirtschaftlichen Gesichtspunkten kommen in erster Linie Säuren in Betracht, welche sich von Ricinusöl (insbesondere 12-Oxystcarinsäurc) ableiten, sowie Oxysäuren, die durch katalytisch?. Oxydation von Kohlenwasserstoffölen bzw. Paraffinen hergestellt worden sind und durch Extraktion und Fraktionierung das gewünschte Molgewicht erreicht haben.fio has at least 12 carbon atoms. and the Saturated acids are particularly suitable. Examples of suitable acids are oxystearic acids, Oxypalmitius acids, oxymvristin acids and oxyl > marriage acids. Di- and polyoxy fatty acids can also be used. The gelling soap can also be derived from a mixture of acids. From an economic point of view, come in primarily acids derived from castor oil (especially 12-oxystcarinic acid), as well as oxy acids, which are catalytically ?. Oxidation of hydrocarbon oils or paraffins have been produced and the desired molecular weight by extraction and fractionation achieved.

Die gelierende Seife kann untergeordnete Mengen anderer Seifen außer den Erdalkaliseifen einer Oxyfettsäure enthalten, beispielsweise bis zu 20 Gewichtsprozent, berechnet auf das gesamte Saifengem i sch. an Natriumseifen, wie Natriumstearat, Natriumoleat, Natrium-12-oxystearat und andere Natriumseifen aüphatischer Monocarbonsäuren mit 12 bis 24 Kohlenstoffatomen je Molekül.The gelling soap can contain minor amounts of other soaps besides alkaline earth soaps Contain oxy fatty acid, for example up to 20 percent by weight, calculated on the total Saifengem i sch. to sodium soaps such as sodium stearate, sodium oleate, sodium 12-oxystearate and others Sodium soaps of aüphatic monocarboxylic acids with 12 to 24 carbon atoms per molecule.

Besonders bevorzugte Erdalkaliseifen sind solche, die sich von Magnesium, Calcium und Barium ableiten. Es können sowohl normale als auch basische Seifen verwendet werden.Particularly preferred alkaline earth soaps are those derived from magnesium, calcium and barium. Both normal and basic soaps can be used.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können vorher hergestellte Seifen verwendet werden. Zweckmäßig wird aber die gelierende Seife durch Verseifung der entsprechenden Säuren oder Glyc.eride in Anwesenheit des Schmieröls ,hergestellt. Die Säuren bzw. die Glyceride und die Verseifungsmittel können der Gesamtmenge des in der fertigen Schmierfettmischung erforderlichen CMs zugesetzt werden. Zweckmäßig werden al>cr die Verseifung und die anschließenden Arbeitsstufen des Verfahrens in Anwesenheit nur eines Teiles der gesamten Schmierölmenge durchgeführt. Vorzugsweise liegt das Schmieröl während der Verseifung und der Entwässerungsstufe in einer Menge von 0,75 bis 5 Gewichtsteilen für jeden Gewichtsteil Oxyfettsäure vor.Previously prepared soaps can be used in the method of the present invention. However, the gelling soap is useful by saponifying the corresponding acids or Glyc.eride in the presence of the lubricating oil. The acids or glycerides and the saponifying agents can be the total amount of CM required in the finished grease mixture can be added. Al> cr the saponification and the subsequent working stages of the Procedure carried out in the presence of only part of the total amount of lubricating oil. Preferably the lubricating oil during the saponification and dehydration steps is in an amount of 0.75 to 5 parts by weight for each part by weight of oxy fatty acid.

Nach Zugalje der Säure oder des Glycerids und des Verseifungsmittels zu dem Schmieröl wird die Temperatur des Gemisches auf etwa 66" erhöht. Bei diesem Punkt beginnt eine rasche Verse.ifungsreaktion. Die Temperatur der Verseifung liegt zweckmäßig zwischen etwa 66 und 99⁰; sie dauert normalerweise von 20 Minuten bis 4 Stunden. Im Falle von Calciumschmierfetten sind gewöhnlich n_o zwischen etwa 30 und 60 Minuten erforderlich.After adding the acid or glyceride and saponifying agent to the lubricating oil, the temperature of the mixture is increased to about 66 ". At this point a rapid saponification reaction begins. The saponification temperature is suitably between about 66 and 99 ⁰ ; it normally takes time from 20 minutes to 4 hours In the case of calcium greases, n _o between about 30 and 60 minutes is usually required.

Zur genauen Temperaturregelung ist die Verwendung eines dampfbeheizten Kessels zweckmäßig. In dem System ist nur das während der Verseifung gebildete Wasser vorhanden; es kann aber auch etwas Wasser zugegelxni werden, um die Geschwindigkeit und das Ausmaß der Verseifung zu beschleunigen.It is advisable to use a steam-heated boiler for precise temperature control. Only the water formed during the saponification is present in the system; it can but also some water will be added to the rate and the extent of the saponification to accelerate.

Nach der Verseifung wird das Gemisch durch Erhitzen auf eine Temperatur unterhalb der Lösungstemperatur der gelierenden Seifen in dem Schmieröl, vorzugsweise auf 99 bis 150⁰ und insbesondere auf 107 bis 150⁰, praktisch vollständig entwässert. Unter dem Ausdruck »praktisch vollständig entwässert« wird ein Wassergehalt des Gemisches von weniger als 0,2 Gewichtsprozent,After saponification the mixture by heating to a temperature below the solution temperature of the gelling soaps in the lubricating oil is, preferably, substantially completely dewatered to 99-150 ⁰ and in particular 107-150 ^0th The expression "practically completely drained" means a water content of the mixture of less than 0.2 percent by weight,

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berechnet auf die Gesamtmischung, verstanden. Vorzugsweise liegt die in der fertigen Mischung vorhandene Wassermenge unter etwa o,i Gewichtsprozent. Es ist gewöhnlich — unabhängig von der verwendeten Arbeitsweise — schwierig, die Menge weiter herabzusetzen, wenigstens wenn die Wasserbestimmung nach der anerkannten ASTM.-Methode durchgeführt wird. Die Schmierfette gemäß vorliegender Erfindung unterscheiden sich in· diesercalculated on the total mixture, understood. It is preferably in the finished mixture amount of water present below about o, i percent by weight. It's common - regardless of that method used - difficult to reduce the amount further, at least when determining the water is carried out according to the recognized ASTM. method. The greases according to the present invention differ in this

ίο Hinsicht auffallend von den gewöhnlichen Calciums.chmierfetten, welche zur Aufrechterhaltung ihrer Struktur ι bis 2% Wasser benötigen.ίο Noticeably different from the usual calcium lubricating greases, which need up to 2% water to maintain their structure.

Nach der. Erhitzungsstufe wird das Gemisch unter Anwendung beliebiger Kühlmittel allmählieh auf eine Temperatur von 99⁰ oder darunter abgekühlt. Wenn die Erhitzungsstufe in Anwesenheit nur eines Teiles der Gesamtmenge des für das fertige Schmiermittel erforderlichen Schmieröls durchgeführt worden ist, kann das Abkühlen ganzAfter. In the heating stage, the mixture is gradually cooled ^{to a temperature of 99 0 or below using any coolant.} If the heating step has been carried out in the presence of only a portion of the total amount of lubricating oil required for the finished lubricant, the cooling can be complete

oder teilweise durch Zugabe weiterer ölanteile durchgeführt werden.or can be carried out partially by adding further oil components.

Für den Erfolg des vorliegenden Verfahrens ist es wesentlich, daß das Gemisch sowohl während der Erhitzungs- als auch der Abkühlungsstufe einer starken scherenden Wirkung ausgesetzt wird. Das Maß der scheTenden Einwirkung kann reziprok in Sekunden ausgedrückt und aus der FormelIt is essential for the success of the present process that the mixture be both during subjected to a strong shear effect during both the heating and cooling steps. The measure of the breaking action can be expressed reciprocally in seconds and from the formula

π R³ π R ³

berechnet werden. In dieser ist 6* die Geschwindigkeit der scherenden Einwirkung in Sek.—¹. VIt ist das Volumen des Schmierfettes in Kubikzentimetern, welches je Zeiteinheit in Sekundenbe calculated. In this 6 * is the speed of the shearing action in seconds - ¹ . VIt is the volume of the grease in cubic centimeters, which is in seconds per unit of time

35. durch eine Kapillare mit einem Radius von Rmm hindurchströmt (vgl. »The Institute spokesman«, Juli 1945).35. flows through a capillary with a radius of Rmm (cf. "The Institute spokesman", July 1945).

Die Geschwindigkeit der scherenden Behandlung beträgt vorzugsweise über 50 000 Sek.—¹ und insbesondere zwischen 75000 und 250000 sek.—¹. Eine Geschwindigkeit von 25 000 Sek.—¹ ergibt noch Schmierfette von befriedigenden Eigenschaften, doch weisen diese eine körnige Struktur auf. Die scherende Behandlung kann durchgeführt werden, indem man das Schmierfett durch eine beliebige Apparatur hindurchführt, welche in bekannter Weise für diesen Zweck geeignet ist. Beispielsweise kann eine Einrichtung zur kolloidalen Verteilung, wie eine Kolloidmühle oder eine Mehrwalzenmühle, ζ. B. eine Farbmühle oder ein Homogenisierungsventil, verwendet werden. Besondere geeignet ist ein Sieb oder eine Reihe von Sieben, durch welche das Schmierfett durch eine Hochleistungspumpe hiindurohgepreßt wird:The speed of the shearing treatment is preferably over 50,000 sec- ¹ and more preferably between 75,000 and 250,000 sec- ¹ . A speed of 25,000 sec- ¹ still produces lubricating greases with satisfactory properties, but these have a grainy structure. The shearing treatment can be carried out by passing the grease through any apparatus which is known to be suitable for the purpose. For example, a device for colloidal distribution, such as a colloid mill or a multi-roller mill, ζ. B. a paint mill or a homogenizing valve can be used. Particularly suitable is a sieve or a series of sieves through which the lubricating grease is pressed through by a high-performance pump:

Um die günstigste Wirkung des vorliegenden Verfahrens zu erzielen, muß das Gesamtgemisch der scherenden Einwirkung mindestens einmal in je 3 Minuten und vorzugsweise mindestens alle 90 Sekunden unterworfen werden, wobei die Temperatur über. 99⁰ gehalten wird.In order to achieve the most beneficial effect of the present process, the entire mixture must be subjected to the shearing action at least once every 3 minutes and preferably at least every 90 seconds, the temperature being above. 99 ^{0 is} held.

In der Praxis hat es sich als besonders günstig erwiesen, das Gemisch durch ein 60-Maschen-Sieb mit einer Geschwindigkeit von mindestens 0,176 kg und vorzugsweise 0,703 kg je Quadratzentimeter und Minute hindurchzuführen. Das' erwähnte Sieb besitzt 557 öffnungen je Quadratzentimeter, wobei ii,7°/o der Fläche die öffnungen ausmachen. Es können auch andere Siebe verwendet werden, welche vorzugsweise mindestens 310 öffnungen je Quadratzentimeter besitzen.In practice it has proven to be particularly beneficial to pass the mixture through a 60-mesh sieve at a rate of at least 0.176 kg and preferably 0.703 kg per square centimeter and minute. The sieve mentioned has 557 openings per square centimeter, with ii, 7 per cent of the surface make up the openings. It Other sieves can also be used, which preferably have at least 310 openings each Own square centimeters.

Wenn ein Homogenisierungsventil verwendet wird, beträgt der Druckabfall in diesem Ventil vorzugsweise mindestens 10,5 kg je Quadratzentimeter, und die günstigsten Ergebnisse werden erhalten durch Anwendung von Druckdifferenzen von 21 bis 42 kg je Quadratzentimeter. .If a homogenizing valve is used, the pressure drop across that valve is preferably at least 10.5 kg per square centimeter, and the best results are obtained using pressure differentials from 21 to 42 kg per square centimeter. .

Die Zusammensetzung der gemäß vorliegender Erfindung hergestellten Schmierfette hängt von der Art der Verwendung und den Schmierbedingungen ab, für welche das Schmierfett dienen soll.The composition of the greases prepared according to the present invention depends on the The type of use and the lubricating conditions for which the grease is to be used.

Die Ölkomponente > in den erfindungsgemäßen Schmierfetten kann ein Mineralöl oder ein synthetisches Schmieröl oder ein Gemisch derselben sein. Synthetische Schmieröle können die üblichen Schmieröle ersetzen, z. B. um dem Schmierfett \^rerbesserte Eigenschaften bei hohen Arbeitstemperaturen zu erteilen. Geeignete Arten synthetischer Schmieröle sind z. B. Ester aliphatischer zweir wertiger Säuren, Ester aromatischer einwertiger und zweiwertiger Säuren, aliphatische Äther, Phosphate, Phosphonate, Silicate und Silicone.The oil component in the lubricating greases according to the invention can be a mineral oil or a synthetic lubricating oil or a mixture thereof. Synthetic lubricating oils can replace the usual lubricating oils, e.g. As to give to the grease \ ^r stretch Enhance properties at high operating temperatures. Suitable types of synthetic lubricating oils are e.g. B. Esters of aliphatic bivalent acids, esters of aromatic monobasic and dibasic acids, aliphatic ethers, phosphates, phosphonates, silicates and silicones.

Bevorzugt verwendete mineralische Schmieröle sind solche mit einer Viskosität zwischen 50 und 1500 Saybolt-Sekunden bei 37,8° und einem Viskositätsindex von ο bis 80. Solche öle können z. B-. hergestellt werden durch Redestillieren einer Gas-Öl- oder Schmierölfraktion über Ätznatron, Extrahieren des Destillats mit einem geeigneten' selektiven Lösungsmittel, wie Sc'hwefeldioxyd, und Raffinieren des Raffinats mit einem geeigneten Adsorptionsmaterial.Mineral lubricating oils used with preference are those with a viscosity between 50 and 1500 Saybolt seconds at 37.8 ° and a viscosity index from ο to 80. Such oils can e.g. B-. are produced by redistilling a gas-oil or lubricating oil fraction over caustic soda, extracting the distillate with a suitable ' selective solvent such as sulfur dioxide and refining the raffinate with a suitable one Adsorbent material.

Für gewisse Verwendungsarten, bei welchen eine hohe Oxydationsbeständigkek gefordert wird, kann dem Schmierfett ein Oxydationsverhinderer einverleibt werden, beispielsweise aromatische Amine, z. B. N, N'-Tetramethyldiaminodiphenylmethan, Diphenylamin und insbesondere Phenyla-naphthylamin. Außerdem können andere bekannte Schmierfettzusätze einverleibt werden, wie Antikorrosionsmittel oder organische bzw. anorga- n₀ nische Verdickungsmittel, wie Latex und Paratac.For certain types of use in which a high level of resistance to oxidation is required, an anti-oxidation agent can be incorporated into the grease, for example aromatic amines, e.g. B. N, N'-tetramethyldiaminodiphenylmethane, diphenylamine and especially phenyla-naphthylamine. In addition, other known lubricant additives may be incorporated such as anti-corrosion agents or organic or inorganic n ₀ African thickening agent, such as latex and Paratac.

Die erfindungsgemäßen, im .wesentlichen wasserfreien Erdalkaliseifenschmierfette bieten den besonderen Vorteil einer wesentlichen Herabsetzung der zur Erzielung einer bestimmten Konsistenz im fertigen Schmierfett erforderlichen Seifenmenge (das bedeutet eine Verbesserung bezüglich, des »Ausbeutewertes« des Schmierfettes). Ein weiterer , Vorzug dieser Schmierfette ist ihre unerwartet hohe mechanische Stabilität bei hohen Temperaturen, selbst wenn sie, wie bei der Schmierung von Lagern, einer starken scherenden Behandlung, ausgesetzt werden. Die letzterwähnte Eigenschaft ist besonders überraschend im Hinblick auf die früher mit wasserfreien Schmierfetten erzielten Ergebnisse, bei welchen als Gelieru.ngsmittel Bariuni7The essentially anhydrous according to the invention Alkaline earth soap greases offer the particular advantage of a substantial reduction the amount of soap required to achieve a certain consistency in the finished grease (This means an improvement in terms of the "yield value" of the grease). Another , The advantage of these greases is their unexpectedly high mechanical stability at high temperatures, even if subjected to severe shear treatment, as is the case with the lubrication of bearings will. The latter property is particularly surprising in view of the earlier one Results obtained with anhydrous lubricating greases in which Bariuni7

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seifen von Oxyfettsäuren verwendet wurden und l>ei deren ] lerstellung die Bestandteile miteinander verrührt wurden. Die Schmierfette gemäß vorliegender Erfindimg haben eine außerordentlich lange Lelx'iisdauer, wenn sie durch Walzen in Berührung mit einer Metallrolle Ix'i Temperaturen von 93° geprüft werden. Unter diesen Bedingungen hält ein Schmierfett, das mit einer Lithiumseife von 12-Oxystearinsäurc geliert worden ist, nurSoaps made from oxy-fatty acids were used and the ingredients were combined with one another were stirred. The greases according to the present Inventions have an extremely long duration when they are in contact by rolling temperatures of 93 ° can be tested with a metal roller. Under these conditions will only hold a grease that has been gelled with a lithium soap of 12-oxystearic acid

ίο etwa 50 bis 75 Stunden stand. Im Vergleich hierzu besitzen Schmierfette auf Calciumbasis, welche gemäß vorliegender Erfindung hergestellt sind, l>ei der Prüfung nach diesem Test noch nach 200 Stunden eine befriedigende Konsistenz.ίο stood about 50 to 75 hours. Compared to this Calcium-based greases made in accordance with the present invention have l> ei the examination after this test a satisfactory consistency even after 200 hours.

Die Erfindung wird durch die nachstehenden Beispiele näher erläutert.The invention is illustrated in more detail by the examples below.

Example J

50 Teile eines hydrierten Ricinusöls und 212 Teile eines mineralischen Schmieröls werden in einen Kessel gegeben, worauf zu dem Gemisch 6,9'reile Caiciunihydroxyd zugesetzt werden. Die Bestandteile werden in dieser Reihenfolge zugegelxMi, um die Bildung von Calciumcarbonat auf ein Mindestmaß zu reduzieren. Diese Carbonatbildung ist unerwünscht, da das Carbonat sehr langsam mit Oxyfettsäuren reagiert. Die Bestandteile hatten die folgenden Eigenschaften:50 parts of a hydrogenated castor oil and 212 parts of a mineral lubricating oil are in given a kettle, whereupon 6,9'reile Caiciunihydroxyd are added to the mixture. the Components are added in this order in order to increase the formation of calcium carbonate to reduce a minimum. This carbonate formation is undesirable because the carbonate is very slowly reacts with oxy fatty acids. The ingredients had the following properties:

A. Säuren des hydrierten RicinusölsA. Acids of hydrogenated castor oil

Acetylwert 136 bis 143Acetyl value 136 to 143

Jodwert weniger als 4Iodine value less than 4

Säurezahl etwa 75Acid number about 75

unverseifbarer Anteil weniger als 2%unsaponifiable content less than 2%

Kalklime

Verfügbares Ca (O H₂) 98,30%»Available Ca (OH ₂ ) 98.30% »

Äquivalent CaO 74,39%Equivalent CaO 74.39%

Gesamt-Ca O 74.71 %Total Ca O 74.71%

CaCO., 0,5,8%CaCO., 0.5.8%

Siliciuindioxyd 0,33%Silicon dioxide 0.33%

Fe₂O., und ALO., 0,30%Fe ₂ O., and ALO., 0.30%

MgO 0,40%MgO 0.40%

SO., 0,09%SO., 0.09%

Verteilungsgrad 100% 300 MaschenDegree of distribution 100% 300 meshes

SchmierölLubricating oil

spezifisches Gewicht, ⁰API .. 22,4specific gravity, ⁰ API .. 22.4

Farl>e, ASTM 7 +Farl> e, ASTM 7+

Fließpunkt, ASTM —20,6°Pour point, ASTM -20.6 °

Flammpunkt, ASTM 229,4°Flash point, ASTM 229.4 °

Saybolt-Viskosität Ix-i 37,8" 727,0Saybolt viscosity Ix-i 37.8 "727.0

Saybolt-Viskosität 1km 98,9° 65,0Saybolt viscosity 1km 98.9 ° 65.0

Viskositätsindex 54,0Viscosity index 54.0

Conradson-Kohlenstoft'test . . 0,20Conradson Carbon Test. . 0.20

Neutralisationszahl 0,03Neutralization number 0.03

Die Temperatur wurde auf etwa 66° erhöht, wobei die Verseifung ljegann und nach etwa 30 bis 40 Minuten beendet war. Während dieser Zeit wurde die Temperatur auf etwa 99⁰ gesteigert.The temperature was increased to about 66 °, whereby the saponification was started and ended after about 30 to 40 minutes. During this time the temperature was increased to about 99 ^0th

Nach beendeter Verseifung wurde das Erhitzen verstärkt und das Erzeugnis während 30 bis 40 Minuten bei einer Temperatur von etwa 135° entwässert. Dann wurden 200 Teile öl bei 127⁰ zugesetzt. Während dieser Entwässerungsperiode wurde der Inhalt des Schmierfettkessels im Kreislauf durch ein 60-Maschen-Sieb mit einer Geschwindigkeit von etwa 0,845 kg je Quadratzcnfcimeter des Siebes je Minute hindurchgeführt, wobei ein vollständiger Kreislauf in etwa 30 Sekunden erzielt wurde. Nachdem der Wassergehalt des Schmierfettes etwa 0,2 Gewichtsprozent erreicht hatte, wurde das Schmierfett als praktisch entwässert betrachtet und dann im Verlauf von etwa 1 Stunde auf eine Temperatur von etwa 88° abgekühlt, \vol>ei das Hindurchpressen durch das Sieb mit etwa der oben angegebenen Geschwindigkeit erfolgte. In diesem Zeitpunkt wurden dann 160 Teile öl bei Zimmertemperatur zugegeben. Das erhaltene Schmierfett hatte folgende Eigenschaften:After the saponification was complete, the heating was increased and the product was dehydrated for 30 to 40 minutes at a temperature of about 135 °. Then 200 parts of oil at 127 ^{° were} added. During this drainage period, the contents of the grease kettle were circulated through a 60 mesh screen at a rate of about 0.845 kg per square inch of screen per minute with complete cycling in about 30 seconds. After the water content of the grease reached about 0.2 percent by weight, the grease was considered practically dehydrated and then cooled to a temperature of about 88 ° over the course of about 1 hour, forcing it through the sieve at about the above specified speed took place. At this point, 160 parts of oil were then added at room temperature. The grease obtained had the following properties:

Prozent Seife 7,9Percent soap 7.9

Penetration, unbearbeitet 283,0Penetration, unprocessed 283.0

Penetration, bearl>eitet . . . 279,0Penetration, processed. . . 279.0

Wasser, ASTM 0,1 %Water, ASTM 0.1%

Tropfpunkt ASTM 150°Drop point ASTM 150 °

CRC-Radlager bei 104,4° g^ut CRC wheel bearing at 104.4 ° g ^ut

Freie Azidität 0,07% als ölsäureFree acidity 0.07% as oleic acid

Rollstabilität beendet nachRoll stability ended after

257 Stunden
Test auf erhitzter Walze . . Mikropenetration257 hours
Test on heated roller. . Micro-penetration

161 l>ei161 l> egg

184'Stunden -|-184 hours - | -

Es wurde ein ähnliches Schmierfett hergestellt durch Erhitzen und Abkühlen unter den gleichen Bedingungen, aber mit der Änderung, daß das Gemisch gerührt anstatt einer scherenden Behandlung mit hoher Geschwindigkeit ausgesetzt wurde. Hierbei ergab sich, daß etwa 25% Seife mehr erforderlich waren, um die gleiche Penetration zu erzielen; außerdem war das Schmierfett körnig und nicht homogen. Zu Vergleichszwecken wurde auch noch ein drittes Schmierfett unter gleichen Bedingungen, wie oben beschrieben, hergestellt, aber mit der Änderung, daß das Hindurchtreiben durch ein Sieb mit einer Geschwindigkeit von etwa 0,141 kg je Quadratzentimeter des Siebes und je Minute erfolgte. Für ein Schmierfett, welches die gleiche Menge Seife wie das ursprünglich beschriebene enthielt, betrug die Penetration (unbearbeitet) etwa 325; die Penetration (bearbeitet) war 315. Hieraus geht klar hervor, daß die Anwendung der starken scherenden Beeinflussung für die Herstellung von Schmierfetten mit hohen Ausbeutewerten unbedingt erforderlich ist. Auch das letztgenannte Schmierfett war körnig.A similar grease was prepared by heating and cooling under the same Conditions, but with the change that the mixture is stirred instead of a shear treatment exposed at high speed. It was found that about 25% more soap is required were to achieve the same penetration; besides, the grease was granular and not homogeneous. For comparison purposes, a third grease was also used under the same conditions, manufactured as described above, but with the change that driving through a Sieve at a rate of about 0.141 kg per square centimeter of sieve and per minute. For a grease that contains the same amount of soap as the one originally described the penetration (raw) was about 325; the penetration (edited) was 315. From this It is clear that the application of the strong shear influence for the production of Lubricating greases with high yield values is absolutely necessary. Also the latter Grease was grainy.

Example 2

45 Teile hydrierte Ricinusölsäuren, 175 Teile Mineralöl, 6,2 Teile Kalk und 0,5 Teile Wasser wurden bei Raumtemperatur vermischt, worauf 0,1 Teil Natriumhydroxyd als konzentrierte wäßrige Lösung zugesetzt wurde. Dann wurde das cr-45 parts of hydrogenated castor oil acids, 175 parts of mineral oil, 6.2 parts of lime and 0.5 parts of water were mixed at room temperature, whereupon 0.1 part sodium hydroxide as concentrated aqueous Solution was added. Then the cr-

590/141590/141

N 8139 IVc/23cN 8139 IVc / 23c

haltene Gemisch etwa ι Stunde auf eine Temperatur zwischen 66 und 99° erhitzt. Nach beendeter Verseifung wurden 134 Teile öl bei einer Temperatur von etwa 99° zugesetzt und das Gemisch dann auf etwa 138⁰ erhitzt, wobei das Gemisch durch ein 60-Mascben-Sieb mit einer Schergeschwindigkeit von etwa 98oooSek.~ ¹ während dieser gesamten Behandlungen hindurchgetrieben wurde. Der Kreislauf mit etwa der gleichen Schergeschwindigkeit wurde unter Kühlen auf etwa 99⁰ fortgesetzt. Bei dieser Temperatur wurden 139 Teile Schmieröl zugegeben. Nach Abkühlen auf etwa 93° wurde eine weitere Menge von 143 Teilen Öl der Masse einverleibt, um das erhaltene Schmierfett auf die gewünschte Konsistenz zu bringen. Das Schmierfett hatte die folgenden Eigenschaften:Holding mixture heated for about ι hour to a temperature between 66 and 99 °. After completion of the saponification 134 parts of oil is added at a temperature of about 99 ° and then the mixture heated to about 138 ^0, the mixture was forced through a 60 Mascben wire, at a shear rate of about 98oooSek. ~ ¹ throughout this treatment . The circuit of approximately the same shear rate was continued while cooling to about 99 ^{the 0th} At this temperature, 139 parts of lubricating oil were added. After cooling to about 93 °, a further amount of 143 parts of oil was incorporated into the mass in order to bring the resulting grease to the desired consistency. The grease had the following properties:

Gewichtsprozent Seife . . 7,0
Penetration ASTMWeight percent soap. . 7.0
Penetration ASTM

nach ο Schlägen . . . 278,0after ο blows. . . 278.0

60 - ... 275,060 - ... 275.0

- 180 - ... 274,0- 180 - ... 274.0

- 300 - ... 274,0
Wassergehalt ASTM .. 0,1%- 300 - ... 274.0
Water content ASTM .. 0.1%

Tropfpunkt ASTM 151,0°Drop point ASTM 151.0 °

Freie Azidität 0,07% als ÖlsäureFree acidity 0.07% as oleic acid

CRC-RadlagertestCRC wheel bearing test

bei 104,4° g^ut at 104.4 ° g ^ut

- i35.o° gut- i35.o ° good

WalztestRolling test

Stunden bis 23oMikropenetration 575Hours to 23o micropenetration 575

Claims

Patent claims:

i. A process for the production of a practically anhydrous lubricating grease from a lubricating oil and a gelling soap with a water content of at most 0.2 percent by weight, in which the gelling soap consists entirely or predominantly of one or more alkaline earth soaps of an oxy fatty acid, characterized in that a mixture of a lubricating oil , preferably mineral, and the gelling soap is dehydrated with heating to a temperature below the dissolution temperature of the soap in the lubricating oil to a water content of at most 0.2 percent by weight and the mixture is then cooled to a temperature of 99 ° or below, wherein the mixture is sheared at a shear rate of from 25,000 sec- ^1, and preferably from 75,000 to 250,000 sec- ¹ , during both the heating and cooling steps.

2. The method according to claim 1, characterized in that the mixture of lubricating oil and gelling soap to a temperature of 99 to 150 ⁰ , preferably 107 to 150 °, is heated.

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the entire mixture at least once every 3 minutes, preferably 1 1/2 minutes each, subjected to the shear treatment during the heating and during the cooling will.

4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that the shearing treatment both during the heating and during the cooling is carried out by passing through every square centimeter of a 60 mesh screen per minute at least 0.176 kg, preferably at least '75 0.703 kg, the mixture is passed through.

5. The method according to claim 1 to 4, characterized in that the alkaline earth soap vst a soap of 12-oxystearic acid or of hydrogenated, th castor oil 'fatty acids.